합성 및 특성 1, 2-Dithiolane의 수정 자가 조립 펩 티 드
Summary
1, 2-dithiolane의 합성에 대 한 프로토콜 펩 티 드와 펩 티 드에서 자기 조립 결과 supramolecular 구조의 특성 수정.
Abstract
이 보고서는 N-터미널 1, 2-dithiolane의 합성에 초점을 맞추고 수정 자가 조립 펩 티 드 및 그 결과의 특성은 자기 supramolecular 구조를 조립. 합성 경로 dithiolane 선구자 분자, 3-(acetylthio)-2의 수 지에 결합 된 단단한 단계 펩 티 드 종합의 이용-(acetylthiomethyl) propanoic 산, 그리고 전자 레인지를 이용한 thioacetate는 펩 티 드의 deprotection 1, 2-dithiolane를 수 지에서 최종 분열 하기 전에 N-말단 펩 티 드를 수정. 1, 2-dithiolane 펩타이드, Alzheimer의 질병과 관련 된 Aβ 펩 티 드의 nucleating 코어에서 파생 된의 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC) 정화 후 펩 티 드 크로스-β 녹말 체 섬유에 조립 자체에 표시 됩니다. 푸리에 변환 적외선 분광학 (IR FT), 원형이 색 성 분광학 (CD) 및 전송 전자 현미경 (TEM) 녹말 체 섬유의 특성 프로토콜 표시 됩니다. 잘 특징이 자가 조립 펩 티 드를 1, 2 dithiolane moiety와 N 맨끝 수정 방법 지금 모델 시스템 조립 후 수정 전략을 개발 하 고에 동적 공유 화학 탐험 탐험 하실 수 있습니다. supramolecular 펩타이드 nanofiber 표면입니다.
Introduction
단단한 단계 펩 티 드 합성에 참여 하는 강력한 펩 티 드 결합 형성 화학 고 제어 시퀀스 길이 구성 능력 자체는 무 겁 게 연구 분야 supramolecular 구조로 조립 펩 티 드. 펩타이드 자기 조립된 구조, 입체 사이드 체인을 포함 하 여 있고 정전기 상호 작용, 수소 결합, 소수 성 효과1, 안정화 및 제어 하는 요소는 디자인 규칙의 집합으로 제공 합니다. 이러한 기본적인 디자인 규칙에 대 한 연구 진행을 계속, 펩 티 드에 논리적인 다음 단계 자기 조립 포함 한다 펩 티 드 기반 구조와 기능의 다양성을 확대. 펩 티 드를 자체 조립 하는 동안은 많은 생물 의학 응용 프로그램에 대 한 펩 티 드 순서 또는 어셈블리 조건2,3,4, 개발 전략을 조정 하 여 사용 된 다양 한 소재 펩 티 드 nanofibers5,6,7,,89 조립 후 수정 상대적으로 미개척된 지역에 남아 있다.
Supramolecular 구조의 표면에 동적 이황화 exchange thiol 화학 잠재력이 새로운 고 기능성 바이오 소재를 하나의 영역입니다. Liposome 시스템10,11, 블록 공중 합체12,13에서 것과 같이 1, 2 dithiolane moieties (일반적으로 리 포 산 (la) 또는 asparagusic 산 (aa)의 파생)의 보고 표면14,15에서 앵커를 조직. 여기, 우리 보고 합성과 자기 조립 펩 티 드에는 N-1, 2-dithiolane 기능 그룹16, 수정 된 Alzheimer의 질병과 관련 된 Aβ 펩 티 드의 nucleating 코어에서 파생 된의 17. 결과 supramolecular 섬유는 지금 녹말 체 섬유18supramolecular 표면에 이황화 교환 및 thiol 반응성 연구 실험 플랫폼 역할을 합니다.
Protocol
1. 합성 및 1, 2-Dithiolane의 정화 수정 펩 티 드 Dithiolane 선구자, 3-(acetylthio)-2의 합성-(acetylthiomethyl) propanoic 산19. 3의 1 g 추가-브로 모-2-(bromomethyl) 프로 산 (1 equiv.) 최소한의 55 ° c.에 감동과 25 mL 둥근 바닥 반응 플라스 크를 1 M NaOH (약 4 mL)에 녹 격 막으로 반응 플라스 크를 밀봉 하 고 질소 분위기에서 장소. 칼륨 thioacetate의 1.49 g를 포함 하는 솔루션…
Representative Results
Dithiolane 선구자 분자의 초기 단계 합성 이외에도 1, 2-dithiolane 수정 펩 티 드 종합의 나머지 고체 지원 (그림 1A)에서 발생합니다. 3의 변환-브로 모-2-(bromomethyl) 프로 산 3-(acetylthio)-2-(acetylthiomethyl) propanoic 산, dithiolane 전조 1H에 의해 확인 되 고 전에 13C NMR (그림 1B 와 C)는 자유에 결합 여전히 수 지에 펩 …
Discussion
이 문서는 모두 종합의 세부 사항 및 N 맨끝 1, 2-dithiolane 수정 자가 조립 펩타이드의 정화와 결과 supramolecular 구조의 특성을 설명합니다. 여기에서 보고 된 1, 2-dithiolane 펩타이드의 합성 장점이, dithiolane 선구자, 3-(acetylthio)-2 생산 하기 위해 한 단계 합성을 포함 하 여-(acetylthiomethyl) propanoic 산, 고 수 지에의 deprotection 반응 전자 레인지는 히드라 진 독성 deprotection 안전한 대안 보고 이전29…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자 박사 B. 엘렌 Scanley 그녀의 기술 교육에 대 한 감사 하 고 사용 하 여 도움말에서 가장 코네티컷 주립 대학 및 대학 (CSCU) 센터에 나노기술 및 박사 크레이지 Mukerji 웨슬리언 대학에서 그녀의 CD에 대 한 접근 하 고 싶습니다. 분 광 광도 계입니다. 페어필드 대학, NASA 코네티컷 공간 그랜트 협회에서 과학 연구소 및 국립 과학 재단 그랜트 수 체-1624774에서 보고 작업 부분에 지원 한다.
Materials
| Rink amide MBHA resin, high load | Gyros Protein Technologies | RAM-5-HL | Avoid contact with skin and eyes; do not inhale |
| N,N-Dimethylformamide | Fisher Scientific | D119-4 | Flammable liquid and vapor; irritating to eyes and skin; Use personal protective equipment; keep away from open flame |
| Fmoc-L-Val-OH | Gyros Protein Technologies | FLA-25-V | Wear personal protective equipment; do not inhale |
| Fmoc-L-Leu-OH | Gyros Protein Technologies | FLA-25-L | Wear personal protective equipment; do not inhale |
| Fmoc-L-Lys(Boc)-OH | Gyros Protein Technologies | FLA-25-KBC | Wear personal protective equipment; do not inhale |
| Fmoc-L-Phe-OH | Gyros Protein Technologies | FLA-25-F | Wear personal protective equipment; do not inhale |
| Fmoc-L-Ala-OH | Gyros Protein Technologies | FLA-25-A | Wear personal protective equipment; do not inhale |
| Fmoc-L-Gln(Trt)-OH | Gyros Protein Technologies | FLA-25-QT | Wear personal protective equipment; do not inhale |
| N,N,N′,N′-Tetramethyl-O-(1H-benzotriazol-1-yl)uronium hexafluorophosphate | Gyros Protein Technologies | 26432 | Causes skin, eye and respiratory irritation; do not inhale; use under hood or in well ventilated area |
| 0.4 M N-methylmorpholine in DMF | Gyros Protein Technologies | PS3-MM-L | highly flammable; wear personal protective equipment; keep away from heat and keep container tightly closed; do not inhale or swallow; wash skin thoroughly after handling |
| 20% piperidine in DMF | Gyros Protein Technologies | PS3-PPR-L | Causes severe eye and skin burns; Flammable Liquid and vapor; Do not inhale |
| dichloromethane | Fisher Scientific | D37-4 | May cause cancer; Do not inhale; Wear personal protective equipment; use under hood only; if contacted rise with water for at least 15 minutes and obtain medical attention |
| acetonitrile | Fisher Scientific | A998-4 | Flammable; irritating to eyes; Use personal protective equipment; Use only under a fume hood; keep away from open flame or hot surface; if contacted rinse wiith water for at least 15 minutes and obtain medical attention |
| trifluoroacetic acid | Fisher Scientific | A116-50 | Causes severe burns; do not inhale; harmful to aquatic life; use personal protective equipment; use only under fume hood; if contacted rinse with water for at least 15 minutes and obain immediate medical attention |
| 4% uranyl acetate | Electron Microscopy Sciences | 22400-4 | Do not inhale; harmful to aquatic life |
| 4-(2-Hydroxyethyl)piperazine-1-ethanesulfonic acid | Acros Organics | AC172571000 | Do not inhale; use outdoors or in well-ventilated area |
| nitrogen Gas | TechAir | Contents under pressure, may explode if heated | |
| 3-bromo-2-(bromomethyl)propionic acid | Alfa Aesar | AAA1963014 | Do not inhale; causes irritation to skin and eyes; corrosive |
| sodium hydroxide | Fisher Scientific | S318-100 | Use personal protective equipment; use only under fume hood; if contact rinse area for at least 15 minutes and obtain medical attention |
| potassium thioacetate | Acros Organics | AC221300250 | Causes skin and eye irritation; do not inhale; use personal protective equipment |
| sulfuric acid | Fisher Scientific | SA213 | Causes burns; keep away from water; keep away from combustible material; do not inhale; use personal protective equipment; if contact rinse area for at least 15 minutes and obtain medical attention |
| chloroform-d | Acros Organics | AC320690075 | Possible cancer hazard; irritating to skin and eyes; do not inhale; Use personal protective equipment; use only under fume hood; If contact rinse area for at least 15 minutes and obtain medical attention |
| chloroform | Fisher Scientific | C298-4 | Possible cancer hazard; irritating to skin and eyes; do not inhale; Use personal protective equipment; use only under fume hood; If contact rinse area for at least 15 minutes and obtain medical attention |
| N,N-diisopropylethylamine | Acros Organics | AC367841000 | Highly flammable; harmful to aquatic life; wear personal protective equipment; do not swallow |
| ammonium hydroxide | Fisher Scientific | A669S-500 | Corrosive; do not inhale |
| methanol | Fisher Scientific | A452-4 | Flammable liquid and vapor; use personal protective equipment; do not inhale; If contact rinse area for at least 15 minutes and obtain medical attention |
| triisopropylsilane | Sigma Aldrich | 233781 | Flammable; use personal proctective safety equipment; keep container tightly closed |
| diethyl ether | Fisher Scientific | E138-1 | Extremely flammable; Irritating to skin and eyes; Use personal protective equipment |
| 2,5-dihydroxybenzoic acid | Sigma Aldrich | 39319-10x10MG-F | do not inhale; irritating to skin and eyes |
| alpha-cyano-4-hydroxycinnamic acid | Alfa Aesar | AAJ67635EXK | |
| c18 zip-tip | Millipore | ZTC18S096 | |
| tris(2-carboxyethyl) phospine hydrochloride | Thermo Scientific | PI20490 | |
| silica gel 60 F254 coated aluminum-backed TLC sheets | EMD Millipore | 1.05549.0001 | |
| Thin walled Precision NMR tubes | Bel-Art | 663000585 | 5mm O.D. |
| All-plastic Norm-Ject syringes | Air Tite | AL10 | |
| single-use needle | BD PrecisionGlide | BD 305185 | used needles get disposed on in sharps waste container |
| disposable fritted syringe | Torviq | SF1000LL | 10mL fritted syringes were used in the report, but larger syringes are avaibale if needed for larger scale synthesis. |
| carbon grid | Ted Pella, Inc. | CF200-CU | Make sure to prepare samples and staining on the carbon grid side, not the shiny copper side of grid |
| self-closing tweezers | Electron Microscopy Sciences | 78318-3X | very sharp tips, length: 120 mm |
| 0.1 mm short path length cell | Starna Cells, Inc. | 20/C-Q-0.1 | Fragile |
| 10mL Vessel Caps | CEM | 909210 | |
| 10mL Pressure Vessels | CEM | 908035 | |
| Aeris Semi-Prep HPLC column | Phenomenex | 00F-4632-N0 | 150 x 10mm |
| cell holder | Starna Cells, Inc. | CH-2049 | Needed when using short pathlength cells |
| PS3 peptide synthesizer | Gyros Protein Technologies | ||
| DiscoverSP Microwave Reactor | CEM | ||
| centrifuge | HERMLE | Z 206 A | used a fixed 6×50 mL rotor |
| HPLC | Shimadzu | UV Detector | |
| nuclear magnetic resonance spectrometer | Avance, Bruker | 300 MHz | |
| MALDI-TOF mass spectrometer | Axima Confidence, Shimadzu | ||
| lyophilizer | Millrock Technology | BT85A | |
| Fourier-Transform Infrared Spectrometer | Alpha Tensor, Bruker | ||
| Transmission Electron Microscope | Tecnai Spirit, FEI | Used with Gatan Orius Fiberoptic CCD digital camera. Accessed at CSCU Center for Nanotechnology | |
| Circular Dichroism Spectropolarimeter | J-810, JASCO | Used with a six-cell Peltier temperature controller. Accessed at Wesleyan University. |
References
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Citer Cet Article
Neves, R., Stephens, K., Smith-Carpenter, J. E. Synthesis and Characterization of 1,2-Dithiolane Modified Self-Assembling Peptides. J. Vis. Exp. (138), e58135, doi:10.3791/58135 (2018).